摘 要：本文主要分析建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題，重點(diǎn)研究混凝土結(jié)構(gòu)耐久性存在的問(wèn)題、設(shè)計(jì)方法和具體措施等，為今后的設(shè)計(jì)提供參考。
關(guān)鍵詞：耐久性;混凝土結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)
1 引言
耐久性是混凝土結(jié)構(gòu)功能之一。隨著生活水平的逐漸提高，人們對(duì)建筑的安全性、耐久性要求也越來(lái)越高。不久前，北京市開展的開展的保障性住房百年住宅標(biāo)準(zhǔn)的課題研究也表明耐久性問(wèn)題引起了業(yè)內(nèi)的普遍重視。在建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須重視耐久性問(wèn)題，只有明確耐久性的相關(guān)要求和存在的問(wèn)題，找出設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)。才可以制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。
2 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性
混凝土結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用年限內(nèi)，除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和能安全地承受設(shè)計(jì)荷載外，還應(yīng)具有在所處的自然環(huán)境和使用條件下，長(zhǎng)期保持正常使用性能和外觀完整性的能力。混凝土結(jié)構(gòu)耐久性分為材料的耐久性和結(jié)構(gòu)的耐久性兩個(gè)方面。
混凝土材料的耐久性包括抗?jié)B性、抗凍性、抗堿骨料反應(yīng)、抗腐蝕等幾個(gè)方面。影響混凝土耐久性的因素可分為內(nèi)部因素和外部因素。內(nèi)部因素包括混凝土的水膠比，雜質(zhì)含量，鋼筋保護(hù)層厚度，外加劑不當(dāng)或錯(cuò)誤，振搗不密實(shí)或外觀疵病缺陷等;外部因素即外部環(huán)境影響包括：（1）鋼筋被有害氣體、液體腐蝕;（2）混凝土碳化;（3）凍融循環(huán)、溫濕變化;（4）堿-骨料反應(yīng);5.物理性損害（磨損、風(fēng)蝕）等。其中，混凝土的碳化，堿-骨料反應(yīng)和鋼筋的腐蝕對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性影響最大，必須采取相應(yīng)的預(yù)防措施。
3 當(dāng)前我國(guó)建筑工程結(jié)構(gòu)耐久性存在的問(wèn)題
相關(guān)調(diào)查表明，國(guó)內(nèi)大多數(shù)工業(yè)建筑物在使用25～30年后即需大修，處于惡劣環(huán)境下的建筑物使用壽命僅15～20年。民用建筑和公共建筑的使用環(huán)境相對(duì)較好，一般可維持50年以上，但陽(yáng)臺(tái)、雨蓬等露天構(gòu)件的使用壽命通常僅在30年左右。
筆者于2010左右參加了中小學(xué)校舍安全工程，曾對(duì)大量的既有校舍進(jìn)行了抗震鑒定和加固工作，在現(xiàn)狀現(xiàn)場(chǎng)踏勘中發(fā)現(xiàn)，建于上世紀(jì)八十年代的校舍，處于室內(nèi)環(huán)境的混凝土構(gòu)件外觀基本良好，但處于室外環(huán)境的外走廊梁柱、雨蓬、欄板等混凝土構(gòu)件多數(shù)存在下列情況的一項(xiàng)或多項(xiàng)：混凝土龜裂或酥松，漏筋或鋼筋腐蝕嚴(yán)重，存在過(guò)大裂縫等。另外，施工管理和施工水平也是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素。筆者在一個(gè)加固工程中發(fā)現(xiàn)，揭開樓面裝修層發(fā)現(xiàn)，板面沿梁邊存在明顯的通長(zhǎng)裂縫，經(jīng)向原施工單位了解后判斷，此裂縫是施工時(shí)搶工期而過(guò)早拆除模板造成的。
長(zhǎng)期以來(lái)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員和施工技術(shù)人員對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度重視度很高，但往往忽視結(jié)構(gòu)的耐久性。 “重強(qiáng)度輕耐久”的設(shè)計(jì)思想一直是建筑行業(yè)的一大弊病。另外在使用過(guò)程中，業(yè)主對(duì)建筑物的正確使用和維護(hù)的意識(shí)也較差。
4 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)方法及內(nèi)容
4.1 混凝土耐久性設(shè)計(jì)分為定量方法和經(jīng)驗(yàn)方法
在同一設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)驗(yàn)方法和定量方法可以互為補(bǔ)充，經(jīng)驗(yàn)方法確定總體布置、構(gòu)造以及材料類型等，定量方法在此基礎(chǔ)上進(jìn)行材料性質(zhì)和構(gòu)造參數(shù)的定量設(shè)計(jì)。
�。�1）經(jīng)驗(yàn)方法是將環(huán)境作用按其嚴(yán)重程度定性地劃分成幾個(gè)作用等級(jí)，對(duì)于不同環(huán)境作用等級(jí)下的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，由規(guī)范直接規(guī)定混凝土材料的耐久性質(zhì)量要求和構(gòu)造要求。
（2）定量方法需要定量界定環(huán)境作用，選擇符合實(shí)際情況的劣化模型求得環(huán)境作用效應(yīng)，以得出耐久性極限狀態(tài)下的環(huán)境作用效應(yīng)與耐久性抗力的關(guān)系。設(shè)計(jì)使用年限大于50年的重要工程，其混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)宜采用定量方法。
4.2 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)內(nèi)容
�。�1）確定結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限、環(huán)境類別和作用等級(jí);（2）采用有利于減輕環(huán)境作用的結(jié)構(gòu)形式和布置;（3）對(duì)材料的質(zhì)量要求（主要指混凝土的強(qiáng)度、水膠比、膠凝材料用量等）作出規(guī)定;（4）確定鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度，并提出施工質(zhì)量驗(yàn)收要求;（4）混凝土構(gòu)件裂縫控制設(shè)計(jì);（5）防排水構(gòu)造要求;（6）對(duì)于嚴(yán)重環(huán)境作用下的混凝土結(jié)構(gòu)需采取合理的防腐蝕措施或多重防護(hù)措施;（7）應(yīng)提出結(jié)構(gòu)使用階段的檢測(cè)、維護(hù)與修復(fù)要求;（8）根據(jù)檢測(cè)結(jié)果必要時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行耐久性再設(shè)計(jì)。
5 提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的具體措施
5.1 提供混凝土材料耐久性的主要措施
（1）提高混凝土抗?jié)B性。混凝土的抗?jié)B性是指其抵抗壓力液體（水、油等）滲透作用的能力。它直接影響混凝土的抗凍性和抗腐蝕性，是決定混凝土耐久性最主要的因素�；炷猎趬毫σ后w作用下產(chǎn)生滲透的主要原因，是其內(nèi)部存在連通的滲水孔道。因此，提高混凝土抗?jié)B性的關(guān)鍵是提高混凝土的密實(shí)度或改變混凝土孔隙特征。提高混凝土抗?jié)B性的主要措施有降低水灰比，以減少泌水和毛細(xì)孔;摻引氣劑，將開口孔轉(zhuǎn)變成閉口孔，割斷滲水通道;減小骨料最大粒徑，骨料干凈、級(jí)配良好;采用補(bǔ)償收縮纖維混凝土技術(shù)等。
（2）減輕混凝土堿-骨料反應(yīng)。發(fā)生堿-骨料反應(yīng)的充分條件是混凝土有較高的堿含量、骨料有較高的活性、水的同時(shí)存在。通常，堿含量主要由水泥生產(chǎn)原材料尤其是粘土帶入的。粘土的堿含量高達(dá)2.6%，因此水泥的堿含量通常難以降低。此時(shí)，降低混凝土外加劑中的堿含量，從而降低混凝土的總堿含量是減輕混凝土堿-骨料反應(yīng)有效辦法。此外，在混凝土中加人適量是粉煤灰、礦渣等可有效地抑制堿骨料反應(yīng);如能有效地隔絕水和空氣的來(lái)源，也可以取得緩和堿骨料反應(yīng)對(duì)混凝土損害的效果。
�。�3）要有足夠的鋼筋保護(hù)層厚度。據(jù)有關(guān)資料介紹，一般氯鹽或碳化從混凝土表面擴(kuò)散到鋼筋表面引起鋼筋銹蝕的時(shí)間與混凝土保護(hù)層厚度的平方成正比。當(dāng)保護(hù)層厚度分別為40mm、30mm、20mm時(shí)，保護(hù)層厚度5mm的負(fù)偏差就能使鋼筋銹蝕的時(shí)間分別縮短24%、30%、44%。因此鋼筋保護(hù)層必須具有足夠的厚度。
5.2 加強(qiáng)施工管理
�。�1）施工縫構(gòu)造應(yīng)合理�；炷两Y(jié)構(gòu)的施工縫是不可避免的。施工縫是混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)，易形成滲漏水通道。因此，每條施工縫都應(yīng)設(shè)置有效的防水措施。
�。�2）加強(qiáng)混凝土的振搗。混凝土澆筑過(guò)程中的振搗操作十分重要，特別是鋼筋密集部位，要精心振搗，排除氣體;否則極易產(chǎn)生露石糙面、蜂窩等缺陷。設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)也應(yīng)注意鋼筋的間距要保證易于振搗。
（3）充分養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)是為了給予混凝土硬化和強(qiáng)度增長(zhǎng)最佳的環(huán)境條件。適宜的溫度和濕度是很重要的，溫度保持在10°C 以上，方有利于混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)。濕度必須保持，特別是最初幾天，對(duì)促進(jìn)水泥水化和避免干縮裂縫至關(guān)重要。合理的養(yǎng)護(hù)，將會(huì)使混凝土滲透性降低，耐久性及結(jié)構(gòu)壽命會(huì)成倍提高。
5.3 建立使用階段的維護(hù)制度
合理地規(guī)劃使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的維護(hù)制度，對(duì)于抵消環(huán)境作用引起的性能劣化、維持結(jié)構(gòu)的性能水平很重要。因此，在設(shè)計(jì)階段就需要根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，以及使用周期中結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的劣化規(guī)律，以施工結(jié)束或竣工狀態(tài)為起點(diǎn)，合理規(guī)劃使用期的維護(hù)技術(shù)和維護(hù)的頻次。
6 結(jié)束語(yǔ)
簡(jiǎn)言之，耐久性是建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的重要指標(biāo)。如果在設(shè)計(jì)過(guò)程中忽視耐久性問(wèn)題，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)出現(xiàn)各種問(wèn)題，其維修的費(fèi)用可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)初工程建設(shè)時(shí)的投資，因此，提高混凝土耐久性，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命，盡量減少維修費(fèi)用，方能確保建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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